歐洲空間局擬用3D打印技術建造月球基地

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作者來源: ????? 發布時間: 2018-06-29 17:24
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 3D打印從概念到技術,實現了很大的轉變。隨著科技的發展,它也被人們更為熟識,但是其要實現全面普及還有很長的一段路要走。現在,歐洲空間局(ESA)聯合多家機構,正在驗證通過三維(3D)打印的方法,用月球表層的風化土壤來建造月球基地的可行性。

  歐洲空間局(ESA)聯合多家機構,正在驗證通過三維(3D)打印的方法,用月球表層的風化土壤來建造月球基地的可行性。目前,他們已用1.5噸的模擬月壤造出了一塊基地建材樣品。如能進一步解決相關問題,建造月球基地的宏偉工程將變得更加簡單。

  英國福斯特建筑事務所為月球基地設計了一種承重的“懸鏈”式穹頂,結合可壓力充氣的細胞狀單元格結構的墻壁,以保護宇航員免受微流星體和空間輻射的傷害。設計原則由月球土壤的性質決定,中空的密閉細胞結構就像鳥類的骨骼,是強度和重量的完美統一。事務所專家模型組的澤維爾?凱斯蒂利亞說:“我們常為地球上的極端氣候條件設計建筑,并盡可能開發環境效益,利用當地的可持續材料。設計月球居住地也是遵循同樣理念。”

  研究所用的D-Shape打印機由英國Monolite公司提供,有一個6米長的移動打印噴頭陣列,可以在一種像沙子似的材料上噴出黏合劑。D-Shape通常用來打印雕刻品和人造珊瑚礁。Monolite公司老板恩里科?迪尼說:“我們首先要把模擬月壤與氧化鎂混合,讓它們變得像‘紙’一樣。建筑‘墨水’是一種黏合鹽,能把建筑材料變成像石頭一樣的固體。目前我們打印建筑物的速度約為每小時2米,下一代打印機將達到3.5米,一個星期就能打造一個完整建筑。”

  意大利空間研究公司和圣安娜高等大學比薩工程學院對3D打印的真空作業影響進行了評估。參與評估的喬瓦尼?凱薩里提解釋說:“打印中的液體在無保護真空環境下會很快蒸發干凈。我們將打印噴頭插在表層土下,小于2毫米的液滴會由于土壤的毛細管張力效應而留在土中,所以打印在真空中也能進行。”但如何控制月球灰塵和加熱的問題還需進一步研究。3D打印在室溫下才有最佳效果,而月球表面日夜溫差極大。

  模擬月壤是由專門公司提供,通常論公斤賣給科學測試,而這次卻用了幾噸之多。恩里科補充說:“意大利中部一處火山的玄武巖,經分析和月球土壤的相似性達到了99.8%,可以用來模擬月壤。”

  歐洲空間局載人航天小組斯科特?霍夫蘭表示:“3D打印是一種有潛力的方法,有助于在建造月球居住地時減輕地球后勤供應的負擔。國際空間機構可以考慮這種新的可能性,將其作為普通探索方案的一部分。”

  放在幾年前,對一般人而言,3D打印真的很科幻;但現在已經沒那么玄乎了,前陣子北京還開了家3D照相館。不過,打打模具和公仔好像還行,打印建筑聽起來還是多少有點兒不靠譜,更何況是在我們并不是很了解的月球――建筑物的應力會有多大不同?極端天氣會給建筑帶來怎樣的影響?打印機需要的能源如何提供?……話說回來,就地取材的思路顯然沒有問題,3D打印技術的發展也是一日千里,有朝一日,月球、地球,甚至還有火星或者其他哪個星球上,說不定真會看到很多每天辛苦打印房子的打印機。

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